强碱性阴离子交换树脂污染原因分析及复苏工艺研究

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1、强碱性阴离子交换树脂污染原因分析及复苏工艺研究摘要：对祌木发电公司#1、2阴床用强碱性阴离子交换树脂进行检测分析，指出污染物主要为有机物和三价铁离子，通过实验筛选了经济合理的复苏方案。结果证明：采用压缩空气擦洗、反洗除去杂质，分离破碎树脂，用10%盐酸溶液浸泡除铁，用8%NaCl+4%NaOH+0.1mL/L乳化剂配置复苏溶液加热浸泡除有机物，可取得较好的复苏效果。关键词：离子交换树脂；树脂污染；树脂复苏引言祌木发电有限公司现装机容量为2X110MW，制水设备于1998年投运，水源为附近水库水，原水

2、经混凝澄清预处理后，经弱酸床预除盐、一级浮床、混床除盐后进入除盐水箱，供给机组用水。2007年发现一级除盐#1、2阴浮动床运行周期缩短，树脂颜色呈黑褐色，运行周期统计平均仅为16小时左右，阴床提前失效表现在电导率、二氧化硅含量快速上升，现场树脂再生频繁，造成再生用碱及除盐水大量浪费，我们通过对树脂理化分析，确定了树脂受污染原因并进行了复苏处理。1污染原因分析1.1树脂理化分析结果按照《火力发电厂水处理用离子交换树脂验收标准》及《火力发电厂水处理用201X7强碱性阴离子交换树脂报废标准》对污染树脂做理

3、化性能分析，分析结果见表1。树脂树脂理化性能检测报告显示有机物含量为1106.3mg/L（报废标准有机物含量2500mg/L）,铁含量为234.5mg/kg（报废标准铁含量6000mg/kg）,树脂颜色为黑褐色，有少量破碎树脂及杂质，含水量、球率等指标正常，证明树脂的机械强度较好，具备复苏处理的条件。1.2树脂污染原因分析1.2.1树脂污染机理树脂为多孔网状立体结构，多孔网眼系离子在树脂内部扩散进出的通道，通道内壁具有众多功能基团，是离子交换反应的活性点，一旦此活性点被覆盖，离子交换过程就无法进行。

4、在离子交换过程中，交换势能较高、附着力强的离子或大分子之类的物质吸附或被交换到树脂上，而在再生时却难以洗脱下来，从而阻止了离子交换，或是在离子交换反应过程中生成难溶的沉淀物，并沉积在树脂内部，阻塞了离子交换通道。1.2.2树脂污染原因通过理化分析结果可以看出，树脂受有机物污染较严重。由于在阳床后有中间水箱及阳树脂捕捉器，阳树脂不可能混入阴床，所以只有水中有机物造成污染，而我厂的水源为水库水，有机物含量较大。按照现有水处理工艺，原水只经过混凝澄清预处理，因此对有机物的去除有限。由于水中的有机物是由动植

5、物腐烂后分解生成的腐殖酸、富维酸和丹宁酸等带负电基团的线型大分子，他们能与强碱性阴树脂发生交换反应，但这些线型的大分子一旦进入树脂内部，其带负电的基团与阴树脂带正电的固定基团发生电性复合作用，紧紧地吸附在交换位置上，造成阴树脂有机物污染。铁染主要是再生用的烧碱溶液中含有Fe2O3和NaC103,反应生成的高铁酸盐进入阴床后发生分解反应，进一步形成Fe(0H)3沉淀，附着在阴树脂颗粒表面上，造成铁的污染。2复苏工艺筛选2.1树脂复苏的方法阴离子交换树脂既被有机物污染，又被铁离子及其氧化物污染，因此应首

6、先除去铁离子及其氧化物，而后除去有机物。铁污染树脂复苏，通常是用加有抑制剂的高浓度盐酸长时间与树脂接触，也可用拧檬酸、氨基三乙酸、EDTA(乙二胺四醋酸)等络合剂进行处理，根据理化性能分析，阴树脂的铁污染较轻，并不是主要污染物。对失效的阴树脂用10%的盐酸进行浸泡处理除铁。常用有机物污染树脂复方法有盐碱法、有机溶剂法、表面活性剂法、氧化剂复苏法等，考虑现场实际条件和复苏成本，选择采用盐碱法。为了得出经济合理的复苏方案，在实验室重点对碱、盐的配比进行了模拟试验。2.2筛选实验步骤(1)取失效后树脂样品

7、100ml反复清洗至水澄清无树脂碎末及杂质。(2)将清洗后的树脂用10%的盐酸溶液浸泡，浸泡液总体积约是树脂体积的4倍，8h更换一次浸泡液，中间搅拌3〜4次。浸泡结束用除盐水冲洗，至出水澄清及中性，以去除铁污染。(3)按照以下表2、3、4中所列试验方案配置不同浓度的热盐碱溶液约一倍树脂体积，温度为35°C左右，浸泡步骤2.2.2处理后的树脂24小时，每隔3〜4小时搅拌一次，浸泡结束用除盐水冲洗，至出水澄清及中性，目的去除有机物污染。(1)对处理后的树脂按照标准分析强基交换容量，作为判断复苏效果依据。

8、2.3实验方案及结果2.3.1固定NaOH浓度、不同NaCl浓度对复苏效果的影响将复苏液中NaOH浓度固定在4%，改变NaCl浓度分别为2%、4%、6%、8%、10%,判断不同NaCl浓度对复苏效果影响，实验结果见表2。2.3.2固定NaCl浓度、不同NaOH浓度对复苏效果的影响将复苏液中NaCl浓度固定在8%，改变NaOH浓度分别为2%、4%、6%、8%、10%,判断不同NaCl浓度对复苏效果影响，实验结果见表3。2.3.3不同乳化剂浓度对复苏效果的影响，见表4。将